Газоанализаторы

Приборы газового анализа (газоанализаторы) составляют важнейшую часть комплекса приборов контроля воз­душной среды. Основное назначение газоанализаторов состоит в определении концентраций наиболее важных для организма чело­века газов, формирующих воздушную среду. Газоаналитические приборы важны также в определении газовой загрязненности среды обитания, в обнаружении в ней токсичных газовых приме­сей, представляющих собой угрозу здоровью человека, т. е. эти приборы находят применение при решении задач контроля и охра­ны окружающей среды.

Наряду с этим газоанализаторы исполь­зуются во многих технологических процессах и научных исследо­ваниях, в том числе при определении состава верхних слоев ат­мосферы, играющих важную роль в формировании воздушной сре­ды, в которой живет и работает человек.

В большинстве случаев задача анализа газового состава зак­лючается в измерении концентрации какого-либо одного (опреде­ляемого) компонента сложной газовой смеси. Такой анализ возможен только тогда, когда подлежащий определению газ отлича­ется от остальных газов смеси, по крайней мере, каким-нибудь одним физико-химическим параметром, который может быть ис­пользован как измеряемая величина.

Основные характеристики газоанализаторов следующие.

1. Тип газоанализатора с указанием физического параметра, лежащего в основе его работы.

2. Вид анализируемого газа. По этому признаку различают газоанализаторы на кислород, на двуокись углерода, на микропри­меси и т. д.

3. Состав анализируемой смеси. Здесь различают: а) двухкомпонентные (бинарные) смеси, один компонент которых является определяемым, а другой — неопределяемым; б) многокомпонентные смеси, состоящие из одного определяемого и нескольких нео­пределяемых компонентов; в) псевдобинарные смеси — многоком­понентные смеси, в которых в процессе измерений меняются кон­центрации лишь двух компонентов, например содержание кисло­рода и двуокиси углерода во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе.

4. Диапазон измеряемой величины.

5. Основная и дополнительная погрешности.

6. Инерционность газоанализатора.

7. Вид измерительной схемы.

8. Габариты и масса прибора.

9. Энергопотребление прибора.

В газовом анализе пользуются объемными и массовыми еди­ницами измерения концентрации (содержания) определяемого компонента в смеси.

Объемными (относительными) единицами являются проценты (%), промилле (‰) и число объемных ча­стей на миллион (vpm).

Результаты измерений, выражаемые в этих единицах, показывают, долю объема, занимаемого опреде­ляемым компонентом в анализируемой газовой смеси. Массовыми единицами являются либо масса определяемого компонента в единице объема анализируемой смеси, например миллиграмм на кубический сантиметр, либо безразмерные единицы, определяю­щие число массовых частей определяемого компонента на милли­он (ррт) или на миллиард (ppb) массовых частей анализируемой газовой смеси. Объемные единицы удобнее массовых и поэтому более распространены в газовом анализе, поскольку относитель­ное, например, процентное, содержание определяемого компонен­та не зависит от давления и температуры газа. При анализе при­месных количеств вещества пользуются массовыми единицами (чаще всего — мг/м³ и ррт), причем указывают агрегатное со­стояние примеси.

Наибольший интерес с точки зрения контроля воздушной сре­ды и анализа атмосферных загрязнений представляют выпускаемые автоматические газоанализаторы теплопроводности, ма­гнитные на кислород, электрохимические (гальванические и деполяризационные), оптико-акустические, измеряющие светопоглощение газов в ультрафиолетовой области спектра, и, наконец, фото­колориметрические.